752312 From sequence to structure: prediction, modeling and molecular dynamics of protein structures (in Eng.)


Art
Vorlesung und Übung
Semesterstunden
2
Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Leitner, Christian , Ludwig, Roland
Organisation
Institut für Lebensmitteltechnologie
Angeboten im Semester
Sommersemester 2018
Unterrichts-/ Lehrsprachen
Englisch

Lehrinhalt

Am Vormittag beginnen wir mit den theoretischen Grundlagen der am Nachmittag folgenden praktischen Übungen. Der Lehrstoff wird durch Vorträge und durch Diskussionen mit den Studierenden vermittelt. Was wird in der Vorlesung und den Computerübungen behandelt?

1) Vorhersage der Sekundärstruktur von Proteinen ausgehend von der
Aminosäuresequenz:
* Multiple Sequenzalignments (ClustalX, T-Coffee, Muscle)
* Phylogenetische Analyse (MEGA 5)
* Webbasierte Sequenzanalysetools (im SwissProt Metaserver)
2) Modellierung ganzer Proteine
* Homologiemodellierung mittels Templates (Swiss Model Server)
* Betrachtung und Manipulation von Proteinstrukturen (DeepView, PyM)
3) Kraftfeldrechnungen, Energieminimierung, einfache Moleküldynamik
* Docking (Autodock, ZINC Datenbank)
* Moleküldynamik (Tinker mit Force Field Explorer, GROMACS)
.

Lehrziel

Das Wissen über die Quartärstruktur von Proteinen ist wesentlich für die Voraussage ihrer Funktion. Derzeit sind bereits über 120 000 Proteinstrukturen mit Hilfe der Röntgenstrukturanalyse, und in zunehmendem Maße NMR, aufgeklärt worden. Dies stellt allerdings nur einen Bruchteil der bekannten Proteine dar. Da die Aufklärung einer Proteinstruktur immer noch mit hohem Zeit- und Materialaufwand verbunden ist, ist die Modellierung der Proteinstruktur die Methode der Wahl. Ziel dieser Lehrveranstaltung ist es den Studenten/-innen diese Methode vorzustellen und in praktischen Übungen anzuwenden. Neben der Vorhersage der Sekundärstruktur von Aminosäuresequenzen wird die Herstellung von Homologiemodellen auf Basis bereits bekannter Proteinstrukturen im Detail behandelt. Auch Protein-Ligand Dockingsimulationen und die Dynamik von Proteinen wird behandelt werden. Der theoretische Teil wird durch praktische Übungen der Studenten ergänzt. Es wird dabei besonderer Wert darauf gelegt, dass die dazu verwendeten Programme für die nichtkommerzielle Verwendung kostenlos und frei zugänglich sind.

Nach Abschluß der Übungen:
* können Sie das geeignetste Template für Ihr zu modellierendes Protein finden
* können Sie die Güte des generierten Modell bewerten und überprüfen
* verstehen Sie die Stärken und Schwächen der angewandten Methoden
* wissen Sie in welchen Fällen welche Methode angewandt wird
* haben Sie ein besseres Verständnis der Strukur/Funktionsbeziehung in Proteinen
.
Noch mehr Informationen zur Lehrveranstaltung, wie Termine oder Informationen zu Prüfungen, usw. finden Sie auf der Lehrveranstaltungsseite in BOKUonline.